Научное обоснование и практические аспекты разработки и оценки потребительских свойств функциональных безалкогольных напитков

Актуальность темы

диссертации. В настоящее время одним из приоритетных направлений в области питания населения, как в России, так и за рубежом, является разработка функциональных пищевых продуктов. Необходимость в таких разработках в нашей стране вызвана существенными изменениями в состоянии питания и здоровья населения Российской Федерации за последние 20 лет. Потребление функциональных продуктов массового потребления, в том числе продуктов, обогащенных эссенциальными микро-нутриентами (МН), является одним из наиболее действенных и экономически обоснованных путей коррекции дефицита необходимых веществ.

На федеральном уровне изданы законодательные акты, регламентирующие вопросы здоровья, в том числе Постановление Правительства «О Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации» на период до 2010 г. Однако эффективность внедрения таких документов, особенно в отдельных регионах России, остается пока на низком уровне.

В Кемеровской области функционирует региональная губернаторская программа «К здоровью — через питание», в которой скоординирована деятельность организаций, обеспечивающих разработку, производство и реализацию как качественных и безопасных традиционных пищевых продуктов, так и продуктов специального назначения. В рамках этой программы Кемеровский технологический институт пищевой промышленности продолжает работу по созданию функциональных продуктов, которая выполнялась в течение многих лет в тесном сотрудничестве с ГУ НИИ питания РАМН (г. Москва), ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности РАСХН и другими ведущими в этой области органами и организациями.

Одним из эссенциальных микронутриентов является селен. Его необходимость для организма впервые была установлена в 60-е гг. прошлого века. Наиболее яркое проявление селенового дефицита — болезнь Кешана, в основе которой лежит тяжелое дистрофическое поражение сердца. На сегодняшний день с дефицитом селена связывают около 75 различных заболеваний и болезненных симптомов [302].

Проблемой дефицита селена (Se) в нашей стране и за рубежом занимались такие известные ученые, как В. А. Тутельян, В. Б. Спиричев, С. А. Хо-тимченко, Н. А. Голубкина, В. В. Ермаков, G. V. Alfthan, G. F. Combs, О. А. Levander, A. L. Tappel и многие другие.

С целью более глубокого и всестороннего изучения проблемы дефицита микронутриентов и обогащения пищевых продуктов нами выбран системный подход. Данный подход позволяет выявить и связать все аспекты системы (обогащенные продукты) с решением актуальной проблемы (дефицит микронутриентов), уделяя должное внимание факторам, оказывающим влияние на систему.

На мировом продовольственном рынке наблюдается тенденция увеличения доли функциональных продуктов. Аналогичная ситуация происходит и на российском рынке. Рынок продуктов функционального назначения представлен практически всеми однородными группами продукции. Одной из перспективных групп, широко используемых в качестве основы для обогащения, являются безалкогольные напитки.

Вместе с тем, в товароведении отсутствовала номенклатура потребительских свойств безалкогольных напитков, обогащенных МН. Таким образом, не только разработка новых безалкогольных напитков функционального назначения, но и их систематизация является важным и своевременным направлением научных исследований.

В современной ситуации, когда потребители различных слоев населения России испытывают дефицит многих эссенциальных микронутриентов, безалкогольные напитки с антиоксидантными свойствами, помимо выполнения основной функции — удовлетворения потребности в жидкости, — могут выступать в качестве эффективного инструмента массовой и групповой профилактики распространенных заболеваний человека, связанных с недостатком МН, и защиты организма от неблагоприятного влияния факторов окружающей среды.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является научное обоснование и разработка практических аспектов создания безалкогольных напитков функционального назначения с антиоксидантными свойствами, и оценка их потребительских свойств.

Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:

— проанализировать современное состояние проблемы дефицита МН и способов его профилактики;

— дать оценку современному рынку функциональных продуктов, в частности безалкогольных напитков функционального назначения;

— дать научное обоснование путей решения проблемы дефицита микро-нутриентов (в том числе селена) на основе системного подхода;

— провести маркетинговые исследования в отношении пищевых продуктов, обогащенных селеном;

— определить номенклатуру потребительских свойств безалкогольных напитков, обогащенных незаменимыми микронутриентами;

— обосновать выбор способов обогащения безалкогольных напитков селеном (жидких напитков, сиропов, порошкообразных концентратов);

— разработать рецептуры и технологии функциональных безалкогольных напитков с антиоксидантными свойствами;

— дать товароведную оценку новых селеносодержащих напитков;

— исследовать профилактическую эффективность напитков на основе растительного сырья, обогащенного селеном;

— провести апробацию новых функциональных напитков в промышленных условиях.

Научная новизна работы:

— с позиций системного подхода предложена модель коррекции дефицита микронутриентов с использованием обогащенных пищевых продуктов, которая может быть положена в основу разработки однородных групп продуктов, обогащенных МН;

— выявлена тенденция к росту информированности потребителей в отношении отдельных микронутриентов, а также обогащенных ими пищевых продуктов, что, в свою очередь, свидетельствует о возможности снижения дефицита МН через обогащенные пищевые продукты;

— впервые проведен анализ рынка пищевых продуктов, обогащенных селеном, продемонстрировавший наличие широкого ассортимента селеносо-держащих биологически активных добавок (БАД) и практически полное отсутствие обогащенных селеном пищевых продуктов в розничной торговой сети. Последнее усугубляется низким уровнем знаний потребителей о значении селена для организма, последствиях его недостатка и имеющихся способах профилактики;

— впервые определена номенклатура потребительских свойств безалкогольных напитков, обогащенных МН. Показано, что в отличие от напитков традиционного состава напитки данной группы обладают такими потребительскими свойствами, как лечебно-профилактические (улучшение состояния здоровья) и свойством сохраняемости вносимой добавки;

— обоснован выбор вида лекарственного растительного сырья (ЛРС), способного накапливать селенпредложен способ обогащения донника лекарственного солями селена при выращивании в почве, позволяющий существенно повысить концентрацию микроэлемента в растительном сырье и преобразовать большую часть неорганического селена в менее токсичные органические соединения;

— определено соотношение органических форм селена, образующихся в растительном сырье в процессе биотрансформации неорганического селена при культивировании;

— научно обоснованы рецептуры и технологии безалкогольных селено-содержащих напитков (жидких напитков, сиропов, порошкообразных концентратов);

— показано, что экстрагирование с использованием целлюлолитических и протеолитических ферментных препаратов способствует максимальному извлечению селена и биологически активных веществ антиоксидантного действия из ЛРС;

— продемонстрировано стабилизирующее действие растительных экстрактов на полифенолы соков в безалкогольных напитках;

— предложена модель ускоренного окисления липидов, используемая при определении антиоксидантных свойств экстрактов растительного сырья в эксперименте;

— подтверждена профилактическая эффективность функционального сиропа на основе растительного сырья, обогащенного селеном, в эксперименте и клинических исследованиях.

Практическая значимость работы. Разработанная технология обогащения донника лекарственного селеном внедрена и в настоящее время используется на ООО «Фирма „Лена“» (г. Новокузнецк). Новизна предлагаемых решений подтверждена положительным решением на выдачу патента РФ по заявке «Способ повышения содержания селена в доннике лекарственном"^ 2 007 102 416/13 от 8.04.08 (приоритет 22.01.07) (Г.А. Гореликова, Л. А. Маюрникова, Е. В. Шигина, О.С. Щипицына).

Предлагаемая нами модель коррекции дефицита МН положена в основу создания новых функциональных напитков, на которые разработана техническая документация: на один из перспективных видов растительного сырья — хвою лиственницы сибирской (ТУ 9379−051−2 068 315−05) (Приложения 1, 2), функциональный сироп «Лесовичок» (ТИ и ТУ 9185−054−2 068 315−05) (Приложения 3, 4, 5), порошкообразный концентрат «Здоровье» (ТИ и ТУ 9185−055−2 068 315−06) (Приложения 6, 7), напитки фруктовые сокосодержа-щие с растительным экстрактом (ТИ и ТУ 9163−088−2 068 315−08) (Приложения 8, 9), напитки фруктовые сокосодержащие с растительным экстрактом, обогащенные селеном (ТИ и ТУ 9163−089−2 068 315−08) (Приложения 10, 11), безалкогольный напиток на основе растительного сырья «Лесовичок» (ТИ и ТУ 9185−087−2 068 315−08) (Приложения 12, 13). Основная часть технологических разработок прошла апробацию и внедрена на предприятиях Кемеровской области (ООО «ЮТА Ко», ОАО «Кемеровская фармацевтическая фабрика», г. КемеровоООО «Фирма „Лена“», г. Новокузнецк), Новосибирска (ООО «СП Нидан-Экофрукт») и Томска (НПО «Артлайф») (Акты внедрения представлены в Приложениях 14−18).

Результаты использованы при реализации региональной губернаторской программы Кемеровской области «К здоровью — через питание» в рамках выполнения «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации" — международных, российских и региональных грантов:

• Грант регионального уровня по программе Администрации Кемеровской области «Региональный заказ на научные исследования» на тему «Разработка научно-обоснованных продуктов лечебно-профилактического назначения на основе оценки пищевого статуса различных групп населения» (руководитель — д.т.н., профессор Маюрникова Л.А.), 2002;2004 гг.;

• Международный грант Института устойчивых сообществ (Соглашение № 11 880Ю 0/18С-2003) в рамках проекта РОЛЛ-2000 на тему «Производство функциональных продуктов для ликвидации алиментарноза-висимых заболеваний населения Кемеровского района» (№ 15−2117) (руководитель — д.т.н., профессор Маюрникова Л.А.), 2005;2006 гг.;

• Российский грант Губернатора Кемеровской области для поддержки в 2007 году ведущей научной школы Кемеровской области на тему «Разработка и продвижение новых продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения на основе изучения питания, здоровья и рынка продовольственных товаров Кемеровской области» (руководитель — д.б.н., профессор Позняковский В.М.), 2007;2009 гг.;

• Грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Разработка, исследование, апробация и внедрение технологий получения сырья с заданными свойствами и продуктов питания функционального назначения на его основе» (№ 7555/5195) (научный руководитель — д.т.н., профессор Маюрникова Л. А., руководитель от предприятия — Щипицын С. К., ООО «Фирма „ЛЕНА“»), 2007;2008 гг.;

• Международный грант Фонда «Устойчивое развитие» (Соглашение № СБ8Р 4−27/3/ФУР-2008) в рамках Программы поддержки развития Муниципальных Образований на территории РФ, проект на тему «Дикоросы — основа полноценного питания и оздоровления местного населения» (руководитель — д.т.н., профессор Маюрникова Л.А.), 2008;2009 гг.

Материалы исследований применяются в учебном процессе при чтении лекций, а также в дипломном проектировании студентов, обучающихся по специальностям «Товароведение и экспертиза товаров», «Пищевая биотехнология» (Акт внедрения в Приложении 19). Полученные материалы использовались при составлении учебных пособий с грифом профилирующих УМО «Пищевая биотехнология» (2007), «Сырье и продукты специального назначения» (2008).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на симпозиумах, конгрессах, конференциях международного и российского уровня, в том числе: «Прогрессивные технологии и оборудование пищевой промышленности» (Воронеж, 1997) — «Пища. Экология. Человек» (Москва, 1997; 1999) — «Проблемы переработки сельскохозяйственной продукции и лекарственного сырья» (Пенза, 1998) — «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» (Юрга, 2001) — «Научные основы и методы комплексного использования растительных ресурсов местных экосистем Сибири и Дальнего Востока» (Красноярск, 2002) — «Пища. Экология. Качество» (Краснообск, 2002) — «Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания» (Кемерово, 2002) — «Товароведение в XXI веке» (Новосибирск, 2002) — «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2002) — «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2003) — «Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства» (Челябинск, 2003; 2004; 2006; 2007) — «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2003) — «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2003) — «Развитие пищевой промышленности Сибири в ХХ-ХХ1 веках».

Кемерово, 2003) — «Технологические и экономические аспекты обеспечения качества продукции и услуг в торговле и общественном питании» (Кемерово, 2003) — «Современные проблемы потребительского рынка» (Екатеринбург, 2003) — «Торговля в России: взгляд в XXI век: Прогрессивные способы организации и технологии» (Кемерово, 2004) — «Состояние и перспективы развития регионального потребительского рынка» (Тюмень, 2005) — «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2005) — «Научные исследования и их практическое применение» (Одесса, 2005) — «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (Кемерово, 2005) — «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 2005) — «Качество и безопасность в пищевой промышленности, торговле и общественном питании» (Кемерово, 2006) — «Составляющие научно-технического прогресса» (Тамбов, 2007) — «Проблемы социокультурной эволюции и философии Западной Сибири» (Бийск, 2007) — «Региональный рынок товаров и услуг: инновационные технологии и организация бизнеса» (Хабаровск, 2008) — «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы XXI века» (Владивосток, 2008).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 82 печатных работах, в т. ч. в двух монографиях общим объемом 24,6 (авторских 19,6) усл. п. л., двух учебных пособиях с грифом профилирующих УМО, материалах конференций, симпозиумов, форумов, научных трудах институтов, описаниях патентов и заявок на выдачу патентов РФ, а также журналах, в которых опубликованы основные научные результаты диссертации: «Пищевая промышленность», «Хранение и переработка сель-хозсырья», «Пиво и напитки», «Вопросы питания», «Достижения науки и техники АПК».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из восьми глав, в том числе введения, аналитического обзора, методической части, результатов собственных исследований, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 380 страницах, содержит 80 таблиц, 50 рисунков и 424 литературных источника отечественных и зарубежных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

— модель коррекции дефицита микронутриентов, созданная на основе системного подхода, являющаяся научным обоснованием разработки обогащенных пищевых продуктов;

— положительные тенденции потребительского спроса в отношении пищевых продуктов, обогащенных микронутриентами, являющиеся основанием для использования данного способа профилактики и снижения дефицита МН;

— результаты изучения продовольственного рынка, свидетельствующие об отсутствии ассортимента продуктов, обогащенных селеном, что является основанием для их разработки и производства;

— технология обогащения донника лекарственного селеном при выращивании в почве, позволяющая значительно повысить содержание органических форм селена в сырье;

— способ водно-ферментного экстрагирования, способствующий максимальному извлечению селена и биологически активных веществ антиокси-дантного действия из растительного сырья;

— рецептуры и технологии новых функциональных безалкогольных напитков с антиоксидантными свойствами, адаптированные к существующим технологическим возможностям производителей безалкогольной продукции;

— методика, позволяющая определять антиоксидантную активность экстрактов лекарственных растений;

— результаты анализа профилактической эффективности сиропа на основе растительного сырья, обогащенного селеном, подтверждающие научно обоснованные рецептуры и технологии новых видов функциональных безалкогольных напитков антиоксидантного действия.

Заключение

№ от. .2006 выданное ТУ Роспотребнадзора по Кемеровской области.

Порошкообразный концентрат для безалкогольного напитка «Здоровье».

Технические условия.

ТУ 9185−055−2 068 315−06 (введены впервые).

Дата введения в действие /. && 2006.

Разработано: к.б.н., доцент Гореликова Г. А. «6 «02 2006 г. к.т.н., ст. преп. Куракин М.С.

—¿-Г" / О 2,2006 г. аспирант Мурашова Т. Н. .

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.

КемТИПП).

1д"ва!&тверждаю •' по.

КемТИПП т.

А. Маюрникова £>Х 2006 г.

Технологическаз.

СИ и грукция по производству порошкообразного концентрата для безалкогольного напитка «Здоровье».

Дата введения в действие: ^ ^¿-'¿-з6'.

РАЗРАБОТАНО: к.б.н., доцент Гореликова Г. А.

2006 г. к.т.н., ст. преп. Куракин М. С. ^ 0Л 2006 г. аспирант Мурашова Т.Н.

2006 г. © «.

ОКП 91 6353.

СОГЛАСОВАНО Санитарно-эпидемиологическое заключение №.

Группа Н 54 (ОКС 67.160.20) рРЖДАЮ тор по НИР от «.

2008 г.

Выданное ФГУ Роспотребнадзора по Кемеровской области.

А.Ю. Просеков? V 2008 г.

НАПИТКИ ФРУКТОВЫЕ СОКОСОДЕРЖАЩИЕ С РАСТИТЕЛЬНЫМ ЭКСТРАКТОМ.

Технические условия.

ГУ 9163−088−2 068 315−08 (Введены впервые).

Дата введения в действие:. .2008 г.

РАЗРАБОТАНО.

Кафедра «Технологии и организации общественного питания» Кем^РИПП д. т .н., зав. каф., проф. Маюрникрва Я.А./ «.

Кафедра «Биотехнологии, товароведения и управления качеством» КемТИПП к.б.н., доц. Гореликова Г. А. «0 $ 2008 г.

ТВЕРЖДАЮ о НИР КемТИПП Ю. Просеков 0% 2008 г.

Технологическая инструкция по производству НАПИТКОВ ФРУКТОВЫХ СОКОСОДЕРЖАЩИХ С РАСТИТЕЛЬНЫМ ЭКСТРАКТОМ.

Введена впервые).

Дата введения в действие:. .2008 г.

РАЗРАБОТАНО Кафедра «Технологии и организации общественного „питания“ КемТИПП д.т.н., зав. каф., проф. Маюрникова Л. А. » ,./? 2008 г. .- «» '¿-¦г -7'v — ¦¦ ¦

Кафедра «Биотехнологии, товароведения и управления качеством» КемТИПП к.б.н., доц. Гореликова Г. А. ««» ?9/ 2008 г. аспирант? тепанрва O.A. ««u?'^sJ/ 2008 г.

У • f’J" ??of.

ОКП916 353 СОГЛАСОВАНО.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № от «.

2008 г.

Выданное ФГУ Роспотребнадзора по Кемеровской области.

Группа Н 54 (ОКС 67Л 60.20).